Сенсорные системы

Тонкий анализ и синтез раздражении приобретает особое значение в тех случаях, когда  выбывают из строя другие анализаторы. Высокого совершенства аналитико-синтетическая деятельность кожного анализатора достигает у людей, потерявших зрение и слух. Примером может служить слепоглухонемая Ольга Скороходова, опубликовавшая в 1947 году книгу под названием «Как я воспринимаю окружающий мир». Малейшие колебания температуры, еле заметное движение воздуха, ничтожные детали ощупываемого предмета — все это становилось источником определенных условных связей, позволяющих легко и быстро ориентироваться в окружающих явлениях.

Кожный анализатор как  источник рефлекторных реакций.

Рефлекторные реакции возникают при раздражении рецепторов любого анализатора. Так, вкусовые и запаховые раздражители вызывают рефлексы со стороны органов пищеварения; в ответ на звуковое или световое раздражение может появиться ориентировочный рефлекс и т. д. Не составляет исключения и кожный анализатор. Сосудистые, двигательные и другие рефлексы легко возникают в ответ на различные раздражения кожи. Особое значение приобретают рефлексы на болевое раздражение.

Сильное болевое ощущение возникает при действии на кожу любых раздражителей, если они достигают большой интенсивности и оказывают повреждающее действие. Иными словами, болевыми раздражителями могут оказаться самые разнообразные физические и химические агенты, будь то тепло или холод, механическое воздействие (например, давление или растяжение), химические вещества и т. д. Следовательно, для рецепции боли адекватна не природа раздражителя, а интенсивность его воздействия на кожу.

Если в результате образования соответствующих условных рефлексов звуковые, зрительные и другие раздражители могут быть сигналами предстоящего повреждения организма, то болевое раздражение сигнализирует уже наступившее повреждение. В ответ на такой сигнал возникает оборонительная безусловно рефлекторная реакция; она направлена на устранение раздражителя или на удаление от него.

Оборонительная реакция  на повреждающее болевое раздражение  кожи не ограничивается тем или иным ответным двигательным актом. Она проявляется  в значительных изменениях функций  различных органов. Еще в 70-х годах прошлого века Павлов обнаружил, что в условиях острого опыта болевое раздражение вызывает резкое торможение секреторной функции пищеварительных желез. В дальнейшем было установлено, что под влиянием боли наступают рефлекторные изменения кровообращения, повышается свертываемость крови и увеличивается содержание в ней адреналина и сахара, нарушается функция почек и т. д. Иногда при сильном и внезапном раздражении наблюдаются остановка сердца и другие сильные изменения жизненно важных функций, в результате чего наступает гибель организма [7].

Таким образом, рефлекс  на болевое раздражение представляет собой целостную реакцию всего  организма. Характер этой реакции зависит  как от состояния самого организма, так и от интенсивности повреждающего  действия. Чаще всего болевое раздражение повышает возбудимость нервной системы и вызывает такие координиро­ванные реакции различных органов, которые облегчают протекание защитных функций организма.

2.2 Слуховой анализатор

У большинства беспозвоночных нет специальных тонорецепторов, чувствительных только к звуковым колебаниям. Однако у насекомых описаны специфические слуховые органы; они могут быть расположены в различных местах тела и состоят из тонкой натянутой перепонки, отделяющей наружный воздух от слуховой полости. С внутренней стороны перепонки находятся слуховые рецепторные клетки. При помощи этих органов некоторые насекомые могут воспринимать звуки очень большой частоты — до 40 и даже до 90 тысяч колебаний в секунду.

Слуховой анализатор — совокупность соматических, рецепторных и нервных структур, деятельность которых обеспечивает восприятие человеком и животными звуковых колебаний. С. а. состоит из наружного, среднего и внутреннего уха, слухового нерва, подкорковых релейных центров и корковых отделов.

Ухо является усилителем и преобразователем звуковых колебаний. Через барабанную перепонку, представляющую собой эластичную мембрану, и систему передаточных косточек — молоточек, наковальню и стремечко — звуковая волна доходит до внутреннего уха, вызывает колебательные движения в заполняющей его жидкости.

Внутреннее ухо, или  улитка, представляет собой спиралеобразный  ход, состоящий из двух с половиной  витков. Заполняющая улитку жидкость — пери- и эндолимфа — практически  несжимаема; поэтому при смещении стремечка вправо мембрана круглого окна прогибается влево, а возникающие колебания эндолимфы передаются волокнам расположенной вдоль улитки базилярной, или основной, мембраны и возбуждают специализированные механорецепторы — волосковые клетки.

Волосковые клетки улитки являются основными аппаратами слуховой рецепции. Реагируя на колебания эндолимфы, они превращают улавливаемые звуковые колебания в нервные импульсы, передающие акустическую информацию по волокнам слухового нерва.

Возбуждение, возникающее  в волокнах слухового нерва, направляется к центральным отделам нервной системы. Первым центром обработки акустической информации являются расположенные на уровне варолиева моста ядра слухового нерва, после чего она поступает к т.н. верхним оливам. Здесь происходит объединение сигналов, поступающих от левой и правой улитки. Затем афферентные пути слухового нерва направляются к нижним буграм четверохолмия, которые представляют собой элементарный рефлекторный центр слуховой системы. Именно здесь осуществляется передача слуховых импульсов на двигательные пути, в результате чего возникают такие, напр., реакции, как двигательное настораживание или сокращение зрачка в ответ на внезапно возникающий звук [9].

Далее мощный пучок нервных  волокон идет к внутренним коленчатым телам, от которых начинается последняя часть слухового нерва. Его волокна направляются к поперечной извилине височной области коры, или извилине Гешля, представляющей собой корковый конец.

По своему строению извилина Гешля (поля 41-е и 42-е, по Бродману) очень  близка к проекционной зрительной коре. Основное место в ней занимает 4-й афферентный слой, в котором и заканчиваются волокна слухового нерва. Как в зрительной проекционной области, так и в извилине Гешля были обнаружены признаки соматотопического строения. При этом волокна, передающие информацию о высоких тонах, заканчиваются в медиальных, а волокна, несущие информацию о низких тонах, — в латеральных участках этой извилины. Существенным отличием корковых отделов слухового анализатора от зрительного является то, что здесь нет изолированного представительства каждого уха или его части в противоположном полушарии коры головного мозга. Моноуральные волокна направляются к обоим полушариям, и поэтому повреждение одной (напр., правой) извилины Гешля приводит лишь к незначительному снижению слуха, в несколько большей степени проявляющемуся в противоположном (левом) ухе.

Над первичными отделами слуховой коры, расположенными в извилине Гешля, надстроены вторичные отделы слуховой коры. Они находятся на наружной поверхности височной области, в пределах верхней височной извилины (поле 22-е, по Бродману). В их составе преобладают клетки верхних, ассоциативных слоев коры.

В отличие от первичной  слуховой коры ее вторичные отделы не имеют соматотопического строения и представляют собой сложный интегрирующий аппарат, который обеспечивает сложные формы анализа и синтеза звуковой информации, делая возможным восприятие сложномузыкальных и речевых звуков, поэтому поражение вторичных отделов слуховой коры не приводит к снижению остроты слуха и выпадению восприятия простых звуков, вызывает нарушение различения мелодий в одних случаях или сложно построенных звуков речи в других.

2.3Вкусовой анализатор

Вкусовой анализатор, благодаря которому человек различает  вкус разных веществ, оценивает вкусовые качества пищи, также состоит из периферического воспринимающего аппарата, проводникового и центрального отделов.

Воспринимающий аппарат  вкусового анализатора находится  в начальном отделе пищеварительного тракта — ротовой полости, в ее слизистой оболочке.

Ротовая полость выстлана слизистой оболочкой, которая покрыта многослойным эпителием. Поскольку клетки эпителия легко обновляются, замещаются новыми, слизистая оболочка достаточно устойчива к действию механических, термических и химических раздражителей. В толще слизистой оболочки в определенных местах находятся вкусовые почки, рецепторные клетки которых осуществляют восприятие вкуса.

У детей эти почки  заключены в толще эпителиального покрова губ, твердого и мягкого  нёба, гортани, надгортанника, языка  у взрослых вкусовые почки в основном сконцентрированы на языке.

Язык — это мышечный орган. В нем различают корень, средний отдел, или тело, и кончик. Тело и кончик языка более подвижны, чем его корень. По спинке языка  проходит срединная борозда, делящая  его на две симметричные половины. Слизистая оболочка языка покрыта многослойным эпителием и образует многочисленные выросты — сосочки. Они-то и придают поверхности языка характерную шероховатость, бархатистость.

Сосочки языка неодинаковы  по форме. Среди них различают нитевидные, грибовидные, желобоватые и листовидные. Все сосочки, за исключением нитевидных, содержат вкусовые почки.

Многочисленные грибовидные  сосочки располагаются на верхней  поверхности кончика и тела языка  ближе к краям. Толщина грибовидного сосочка около одного миллиметра, высота — 1,8 миллиметра. Вкусовые почки сосредоточены обычно в расширенной верхушке (шляпке) сосочка.

Листовидные сосочки  находятся только на боковых поверхностях языка; они представляют собой вертикально  ориентированные складочки длиной 4—5 миллиметра. Вкусовые почки залегают на обращенных друг к другу сторонах этих складок.

Желобоватые сосочки  самые крупные, они лежат на границе  между телом и корнем языка, причем один центральный сосочек располагается  прямо на средней линии, а от него под углом в обе стороны расходятся остальные. Желобоватый сосочек имеет вид цилиндра толщиной 1—3 миллиметра и высотой 1,5 миллиметра, окруженного еле различимым желобком (отсюда и название сосочка), а затем еще и валиком. Вкусовые почки располагаются как на боковых поверхностях цилиндра, так и на внутренней, обращенной в сторону желобка поверхности валика. В желобок открываются и выводные протоки желез, выделяющих секрет, который омывает поверхность сосочка и уносит из желобка мельчайшие частицы пищи [1].

Каждая вкусовая почка  образована вкусовыми рецепторными и опорными клетками. По форме почка  напоминает луковицу, вершина которой  обращена в сторону поверхности  языка и открывается на ней  крошечным отверстием — вкусовой порой. В просвет вкусовой поры обращены микроворсинки рецепторных клеток; они-то, собственно, и вступают в непосредственный контакт с различными пищевыми веществами. Как только это происходит, в рецепторной клетке начинаются реакции, в результате которых химическое раздражение трансформируется в нервный импульс. По нервным волокнам (а к каждой вкусовой почке подходит несколько нервных разветвленных волокон) информация о пищевом веществе передается в центр вкуса головного мозга, который тоже находится на нижней поверхности височной доли. Здесь происходит высший анализ вкусовых ощущений.

2.4Ощущения равновесия

Ощущения равновесия, или статические ощущения, возникают  в результате деятельности вестибулярного анализатора.

Раздражителями для  вестибулярного анализатора являются: а) прямолинейные и угловые ускорения при выполнении тех или иных движений; б) развивающиеся при этом центробежные силы; в) изменения направления силы тяжести при перемещениях тела в пространстве.

Рецепторы вестибулярного анализатора имеют сложное строение. Помещаются они в преддверии (по-лат. «вестибулум») внутреннего уха и состоят из полукружных каналов и отолнтового аппарата.

Полукружные каналы (горизонтальный, вертикальный фронтальный и вертикальный сагиттальный) находятся по отношению  друг к другу примерно во взаимно перпендикулярном положении [5].

Полукружные каналы содержат эндолимфу, которая может свободно перемещаться во внутренней полости  каналов. При движении эндолимфы  раздражаются чувствительные нервные  окончания, расположенные в каждом канале в специальных ампулярных гребешках. Возникающие в этих клетках нервные возбуждения передаются в центральный отдел анализатора, где возникают сложно координированные нервные импульсы, управляющие движениями определенных мышечных групп в соответствии с характером и степенью раздражения полукружных каналов.Благодаря строению и взаимному расположению полукружных каналов их раздражение может точно сигнализировать о самых разнообразных позах и передвижениях тела.

Отолитовый аппарат  помещается в ампуле преддверия и  имеет специальное устройство, благодаря которому он раздражается в связи с ускорениями движения тела.

В отолитовой ампуле, заполненной  эндолимфой, имеются реснички, на которых  покоится микроскопический, состоящий  из кварцевых солей камешек —  отолит. Реснички эти двух видов:

1) длинные (опорные)  служат для поддержки отолита; 2) короткие (чувствительные), к которым  отолит при нормальных условиях  не прикасается, составляют рецепторную  часть отолитового прибора.

Схема оттолитового аппарата

Как только движение тела ускоряется, отолит в зависимости от направления и характера этого ускорения или придавливается к коротким ресничкам, раздражая их, или отходит от них. В рецепторе возникают соответствующие нервные возбуждения, которые сигнализируют о силе и характере ускорений. Например, при подъеме или спуске на лифте благодаря раздражению отолитового аппарата мы ощущаем движение вверх или вниз, а также остановку в движении и степень внезапности этой остановки (резкий переход от движения к покою). Резкие изменения в скорости падения испытывает спортсмен при прыжке в воду с десятиметровой вышки — вначале быстрое ускорение, которое резко тормозится при входе тела в воду. Вестибулярные ощущения играют большую роль при прыжках на лыжах с трамплина, при прыжках с шестом, при резких поворотах во время различных спортивных игр, при различных бросках в борьбе и т. д., т. е. в тех видах физических упражнений, которые связаны с резкими изменениями скорости и направления движения.